JP2004050735A - 画像記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】製品毎の駆動系の構成部品のばらつきによらず、最適な駆動制御を行なう画像記録装置を提供する。
【解決手段】駆動系負荷測定部２２は、ＣＰＵ２からの指示があるとキャリッジモータ１１および搬送モータ１３を動作させて、その際の主走査機構および副走査機構の駆動系の負荷量を測定する。ＣＰＵ２では、キャリッジモータ１１および搬送モータ１３を制御するため予め設定されている制御パラメータを、採取した測定データに基づき修正して、当該製品の有する駆動系機械負荷への最適化を図る。
【選択図】　　　　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリアルプリンタ、プロッタ等の画像記録装置、より詳細には、製品毎の構成部品のばらつきに依存せず、換言すれば、構成部品のばらつきによって走査駆動源に対する機械的負荷に差があっても、各製品毎に、記録ヘッドおよび記録媒体の最適な位置制御および速度制御を行なうことのできる画像記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シリアルプリンタ、プロッタ等の画像記録装置は、通常、記録ヘッドを往復動させるための主走査機構、および、記録媒体を搬送するための副走査機構を有している。これらの走査機構は、モータ等の駆動源により駆動され、それぞれ記録ヘッドおよび記録媒体の位置制御および速度制御に用いられる。しかし、これらの走査機構の構成部品のばらつきは、駆動系の負荷量、つまり、駆動系の静止状態の負荷量や動作状態の負荷量変動率に影響するため、固定値の制御パラメータを用いて駆動源を制御していると、記録ヘッドおよび記録媒体の位置制御および速度制御に誤差が生じてしまう。
特開平６−２８２３０２号公報「ＤＣサーボモータの制御方法」に、ＤＣサーボモータを駆動源とした場合について、構成部品のばらつきによらず最適な位置制御および速度制御を行う実施例が示されている。この実施例では、制御動作前にフィードバックループを一旦切って、モータに一定のステップ電圧を印加し、製品毎の過渡応答特性に応じた制御パラメータを設定する手段が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来技術は、ＤＣサーボモータを駆動源とする場合について最適な制御を行なう手段を開示しているが、駆動系の負荷量に着目して最適制御を行なう手段については記述されていない。
本発明は、駆動系の負荷量を用いて、製品毎の構成部品ばらつきによらず最適な駆動制御を行う手段を提供することを目的とする。
【０００４】
また、前記従来技術の場合、過渡応答特性の測定や解析等を制御動作前に毎回実施するため、電源投入後機器が使用できる状態になる迄の時間が延び、機器の動作パフォーマンスが低下してしまうという問題がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ＤＣモータを駆動源とする場合も含め、前記駆動系の負荷量を測定する手段、および、該測定データに基づいて制御パラメータの設定を変更する手段を設けることにより、製品毎の構成部品のばらつきによる駆動系の負荷量を認識し、最適な駆動制御を可能とする。
また、前記駆動系の負荷量の測定、および、該測定データに基づいた制御パラメータの設定変更を、操作パネルからの指示により実施する手段を設けることにより、随時設定可能とする。
【０００６】
請求項１の発明は、前記主走査機構および前記副走査機構の駆動系の負荷量を測定する測定手段、および、該測定手段により得られた測定データに基づいて前記主走査機構および前記副走査機構の駆動源の制御パラメータの設定を変更する手段を有することを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記主走査機構および前記副走査機構の駆動源がＤＣモータであることを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明において、前記駆動系の負荷量の測定および前記制御パラメータの設定変更を、操作パネルからの指示により実施する手段を有することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明を適用する画像記録装置の構成および作用を説明するための図で、同図は、インクジェット方式により記録を行うシリアルプリンタの基本構成を示すブロック図である。図１において、１は記録画像データ等をホストコンピュータから入力するホストＩ／Ｆ部、２は装置全体の制御を司るＣＰＵ（中央演算装置）、３はＣＰＵ２が実行する制御プログラム等を格納するＲＯＭ、４は前記記録画像データ等を一時格納するＲＡＭ、５は装置の電源が遮断されている間もデータ等を保持する不揮発性メモリ（ＮＶＲＡＭ）、６は装置を操作するための操作パネルで、各種キー、表示器からなる。７は前記記録画像データに対し各種信号処理および並べ替え処理等を施す画像処理部、８は記録媒体にインク滴を吐出する記録ヘッド、９は記録ヘッド８を駆動するヘッドドライバ、１０はヘッドドライバ９の動作を制御するヘッド駆動制御部、１１は記録ヘッド８およびヘッドドライバ９等を搭載するキャリッジを主走査方向に往復駆動するキャリッジモータ、１２はキャリッジモータ１１の動作を制御する主走査モータ駆動部、１３は前記記録媒体を副走査方向に所定タイミングで所定量搬送する搬送モータ、１４は搬送モータ１３の動作を制御する副走査モータ駆動部である。
【００１０】
ＣＰＵ２は、ホストＩ／Ｆ部１より記録画像データが入力されると該記録画像データを一時ＲＡＭ４に格納し、画像処理部７にて前記記録画像データに対し必要な画像処理および並び替え処理等を実施した後、ヘッド駆動制御部１０に前記処理後の記録画像データを転送する。ヘッドドライバ９は前記処理後の記録画像データに対応して記録ヘッド８に駆動信号を出力し、記録ヘッド８よりインク滴が吐出される。
【００１１】
ＣＰＵ２は、前記動作に並行してキャリッジモータ１１によりキャリッジを主走査させるとともに、搬送モータ１３により前記記録媒体を副走査させて、所望の記録画像を記録媒体上に再現する。
【００１２】
図２は、本発明の主走査機構の構成例を示す図で、１５は記録ヘッド８およびヘッドドライバ９等を搭載するキャリッジ、１６はキャリッジ１５を保持しつつ主走査方向の往復動作をガイドするガイドロッド、１７はキャリッジモータ１１の駆動力をキャリッジ１５に伝達するタイミングベルト、１８はキャリッジ１５の移動方向に平行に設置され所定の間隔でスリットが設けられているリニアスケール、１９はキャリッジ１５の背面に設けられ、キャリッジ１５の移動に伴ってリニアスケール１８のスリットを読み取るエンコーダセンサ、２０は記録ヘッド８のメンテナンスを適宜実施する維持調整部、２１はコート紙、光沢紙等の記録媒体である。
【００１３】
エンコーダセンサ１９はリニアスケール１８の片側から光束を照射し、対面側に配したフォトセンサにより透過光を検出する。リニアスケール１８のスリットは所定の解像度を有する透過および非透過パターンから成るため、キャリッジ１５の移動に対応してエンコーダセンサ１９からパルス信号が出力される。このパルス信号を計数することにより、キャリッジ１５の現在位置が識別可能となり、延いてはキャリッジ１５の移動量も的確に把握することができる。
【００１４】
以上が主走査方向の機構構成および動作概要であるが、副走査方向においても同様に制御対象軸に固定されるコードホイール上のスリット検出情報により軸の回転量を識別可能としている。
【００１５】
近年では、機器の低騒音、低振動等の向上を図るため、前記キャリッジモータおよび前記搬送モータには、従来のステッピングモータの代わりにＤＣモータを使用する場合が多い。ＤＣモータは、ステッピングモータの様に開ループで駆動した場合に、その回転量を把握することができないため、通常は、リニアスケール、コードホイール等をエンコーダセンサで認識することにより位置情報および速度情報を算出し、フィードバックループによる定位置制御および定速度制御が行われる。
【００１６】
フィードバックループを用いるサーボ制御の詳細については割愛するが、通常、ＰＩＤ（比例、積分、微分）ゲインと呼ばれるパラメータによりモータ駆動制御が行われる。従来、これらのパラメータは個々の製品毎によらず固定値が設定されるが、構成部品のばらつきにより駆動系の負荷は一定ではなく、必ずしも全数が固定値通りに最適制御される訳ではない。本発明は、構成部品にばらつきがあると、必ずしも、前記固定値によって全ての駆動系に対して最適制御を行うことができないという技術課題に鑑みてなされたものであり、製品毎の駆動系の負荷量を測定し、その負荷量に基づいて制御パラメータの設定を変更することにより製品毎に最適な制御を行うことを目的としている。
【００１７】
図３は、本発明の一実施例を示すブロック図で、図中、２２は主走査機構および副走査機構の駆動系の負荷量を測定する駆動系負荷測定部である。この駆動系負荷測定部２２は、ＣＰＵ２から指示があるとキャリッジモータ１１および搬送モータ１３を動作させて、その際の駆動系の負荷量のデータを測定する。ＣＰＵ２は、キャリッジモータ１１および搬送モータ１３を制御するため予め設定されている制御パラメータを、前記測定にて採取したデータに基づいて修正して、当該製品の有する駆動系機械負荷への最適化を図る。
【００１８】
前記駆動系の負荷量の測定および前記測定データに基づく制御パラメータの設定変更は、操作パネルからの指示により行なう。操作パネルからの指示は、専用のキー操作でも良く、また、操作を製品出荷時、あるいは、保守等に限定するのであれば、複数のキーの組合せ操作で行っても良い。初期設定のため、最初の電源投入時は操作パネルからの指示がなくても、前記駆動系の負荷量の測定および前記測定データに基づく制御パラメータの設定変更を実施する。
【００１９】
図４は、本発明の動作フローチャート例を示す図で、電源投入後、ステップＳ１で駆動系の負荷量測定を行なうかどうか、不揮発性メモリ内に記憶している「駆動系の負荷量測定を実施したかどうか」の情報をチェックし判断する。未測定の場合、ステップＳ２でキャリッジモータを駆動し、ステップＳ３で主走査機構の駆動系の負荷量を測定する。さらに、ステップＳ４で、搬送モータを駆動し、ステップＳ５で副走査機構の駆動系の負荷量を測定する。ステップＳ６で、ステップＳ３およびステップＳ５で測定した結果に基づいて、制御パラメータの設定変更要否を判断する。変更要の場合はステップＳ７でパラメータ設定変更を行なってステップＳ８へ進む。ステップＳ６でパラメータ設定変更不要の場合は、そのままステップＳ８へ移り、ステップＳ８で「駆動系の負荷量測定を実施したこと」を不揮発性メモリ内に記憶し終了する。
ステップＳ１で、駆動系の負荷量を測定するかどうかチェックした際、すでに測定が実施されている場合は、ステップＳ１０に進み、操作パネルからの再測定指示の有無をチェックする。再測定指示有りの場合はステップＳ２へ進む。再測定指示が無い場合は終了する。
【００２０】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、製品毎の主走査機構および副走査機構の構成部品のばらつきによらず最適な駆動制御を行うことができる。
【００２１】
請求項２の発明によれば、ＤＣモータを駆動源とする画像記録装置において、フィードバックループを切ったり、復旧したりすることなしに、製品毎の構成部品のばらつきによらず最適なＤＣサーボ制御を行うことができる。
【００２２】
請求項３の発明によれば、最適な駆動制御を行うための測定および設定変更を制御動作前に毎回実施するのではなく、必要な時にのみ実施でき、機器の動作パフォーマンスを向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】インクジェットプリンタ基本構成例を示す図である。
【図２】インクジェットプリンタ主走査機構の構成例を示す図である。
【図３】本発明のインクジェットプリンタ構成例を示す図である。
【図４】本発明の動作フローチャートである。
【符号の説明】
１…ホストＩ／Ｆ部、２…ＣＰＵ、３…ＲＯＭ、４…ＲＡＭ、５…不揮発性メモリ（ＮＶＲＡＭ）、６…操作パネル、７…画像処理部、８…記録ヘッド、９…ヘッドドライバ、１０…ヘッド駆動制御部、１１…キャリッジモータ、１２…主走査モータ駆動部、１３…搬送モータ、１４…副走査モータ駆動部、１５…キャリッジ、１６…ガイドロッド、１７…タイミングベルト、１８…リニアスケール、１９…エンコーダセンサ、２０…維持調整部、２１…記録媒体、２２…駆動系負荷測定部。

Claims (3)

1. 記録ヘッドを搭載したキャリッジを記録媒体に沿って往復動させる主走査機構と、前記往復動に連動して前記記録媒体を所定量搬送させる副走査機構とを有し、前記記録ヘッドよりインク滴を吐出して前記記録媒体上に画像データを記録する画像記録装置において、前記主走査機構および前記副走査機構の駆動系の負荷量を測定する測定手段、および、該測定手段により得られた測定データに基づいて前記主走査機構および前記副走査機構の駆動源の制御パラメータの設定を変更する手段を有することを特徴とする画像記録装置。
2. 前記主走査機構および前記副走査機構の駆動源がＤＣモータであることを特徴とする請求項１記載の画像記録装置。
3. 前記駆動系の負荷量の測定および前記制御パラメータの設定変更を、操作パネルからの指示により実施する手段を有することを特徴とする請求項１または請求項２記載の画像記録装置。

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